福建省莆田高二（下）返校测试物理试题（word版含答案）

福建省莆田高二（下）返校测试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压 随入射光频串ν变化的函数关系图像．对于这两个光电管，下列判断正确的是( )
A．因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压 不同
B．光电子的最大初动能不同
C．两个光电管的 -ν图象的斜率不同
D．两个光电管的饱和光电流一定相同
2．如图甲所示，导线MN和矩形线圈abcd共面且均固定．在MN中通以图乙所示的电流（电流正方向为M指向N），则在0-T时间内（ ）
A．线圈感应电流方向始终为abcda
B．线圈感应电流方向始先abcda后adcba
C．ab边始终不受安培力作用
D．bc边受安培力方向先右后向左
3．一根张紧的绳上悬挂着4个单摆，a和d摆长相等，其余各摆摆长不等，如图所示，使d摆开始振动，则其余三摆的振动情况是（　　）
A．a摆的振幅最大
B．c摆的振幅最大
C．c摆的振幅、周期最大，b摆的振动周期最小
D．a、b、c三摆的振动周期均等于d摆的振动周期
4．在同一匀强磁场中，两个相同的矩形金属线圈a、b分别绕线圈平面内且与磁场垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图所示，则（　　）
A．线圈a的转速是b的3倍
B．线圈b产生的电动势最大值为10V
C．t＝0.01s时，线圈a恰好经过中性面
D．t＝0.03s时，线圈b恰好经过中性面
5．下列说法正确的是(　　)
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B．用加热、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期
C．一个氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可产生2种不同频率的谱线
D．铀核衰变为铅核的过程中,要经过8次α衰变和6次β衰变
6．若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m、V0分别表示每个水分子的质量和体积，则下列关系正确的是( )
A． B． C． D．
二、单选题
7．某同学利用体重计研究超重与失重现象。在一次实验中，她先蹲在体重计上，如图所示，在她由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．该同学处于超重状态
B．该同学处于失重状态
C．体重计示数先减小后增大
D．体重计示数先增大后减小
8．下列说法中不正确的是（　　）
A．在关于物质波的表达式ε＝hν和p＝中，能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长λ或频率ν是描述物质的波动性的典型物理量
B．光电效应既显示了光的粒子性，又显示了光的波动性
C．天然放射现象的发现，揭示了原子核有复杂结构
D．γ射线是波长很短的电磁波，它的穿透能力比β射线要强
9．如图所示为模拟远距离输电的部分测试电路。a、b端接电压稳定的正弦交流电源，理想变压器的原、副线圈匝数比为k且，定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，其示数分别用I和U表示。当向上调节滑动变阻器的滑片P时，电流表、电压表示数变化量分别用和表示。则以下说法正确的是（　　）
A． B．
C．电阻消耗的功率 D．电源的输出功率一定增大
10．如图所示，心脏除颤器用于刺激心脏恢复正常的跳动，它通过皮肤上的电极板使电容器放电。已知某款心脏除颤器，在短于一分钟内使70μF电容器充电到5000V，存储875J能量，抢救病人时一部分能量在2ms脉冲时间通过电极板放电进入身体，此脉冲的平均功率为100kW。下列说法正确的是（　　）
A．电容器放电过程中电压不变
B．电容器充电至2500V时，电容为35μF
C．电容器充电至5000V时，电荷量为35C
D．电容器所释放出的能量约占存储总能量的23%
11．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（　　）
A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
B．正电荷在原子中是均匀分布的
C．原子中存在着带负电的电子
D．原子的质量均匀分布在整个原子内
12．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U．若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是 ( )
A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高
B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高
C．污水流量Q与U成正比，与a、b无关
D．污水中离子浓度越高电压表的示数将越大
13．氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为下列说法正确的是　　
A．处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离
B．大量氢原子从高能级向能级跃迁时，可能发出可见光
C．氢原子的核外电子由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子动能减小，原子的电势能减小
D．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出3种不同频率的光
14．1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连，为了避免强磁性磁铁的影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁投入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察．关于科拉顿进行的实验．下列说法正确的是(　　)
A．在科拉顿整个操作过程中，电流计不发生偏转
B．将磁铁投入螺线管瞬间，电流计发生偏转，但科拉顿跑到房间观察时，电流计已不再偏转
C．科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是当时电流计灵敏度不够
D．科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是导线过长，电流过小
三、实验题
15．图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=5.0Ω，定值电阻R=1.0Ω，A、B间电势差UAB=6.0V，开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10﹣3s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示。
（1）线圈L的直流电阻RL=___________Ω；（结果保留两位有效数字）
（2）闭合开关一段时间后，开关断开时，看到的现象是 ___________；
（3）断开开关后，通过电灯的电流方向 ___________（填：a→b或b→a）。
（4）断开开关瞬间，线圈产生的自感电动势为 ___________V。
16．某兴趣小组的一同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的原线圈A、副线圈B、电流计及开关按图示方式连接来研究电磁感应现象．
（1）将原线圈A插入副线圈B中，闭合开关瞬间，副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向_____（选填“相同”或“相反”）．
（2）该同学发现：在原线圈A放在副线圈B中的情况下，将开关接通的瞬间电流计指针向左偏转，则开关闭合后将变阻器的滑动片P快速向接线柱C移动过程中，电流计指针将_____（选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）．若要看到电流计指针向右偏，请你说出两种具体做法：①_____；②_____．
四、解答题
17．一正弦交流电的电压随时间变化规律如图所示，则
（1）交流电的周期是多少？
（2）交流电的频率是多少？
（3）交流电压的有效值是多少？
18．如图所示，竖直放置的足够长的密闭气缸，缸内封存着一定质量的理想气体（气体质量可忽略不计），缸体质量m1=10kg，活塞质量m2=2kg，活塞横截面积S=2×10-3m2，活塞上部由一根绳悬挂于天花板上；气缸下部被一个劲度系数k=1×103N/m的轻弹簧支住，弹簧刚好压缩0.02m，整个装置处于静止状态。封闭在气缸内的气柱长L1=0.2m，若外界大气压p0=1×105Pa，g取10m/s2，弹簧始终在其弹性限度内，求：（结果保留两位有效数字）
(1)此时气缸内气体的压强；
(2)若将绳剪断，待气缸和活塞重新平衡后（温度保持不变）气缸内的气柱长改变了多少？
19．一质子束入射到静止靶核上．产生如下核反应： ， 式中P代表质子．n代表中子，X代表核反应产生的新核，由反应式可知．新核X的质子数为多少？中子数为多少？
20．如图所示，一正方体玻璃砖置于真空中．一束单色光从玻璃砖上表面的O点倾斜入射，经玻璃砖折射后入射到其侧面P点．若玻璃砖的折射率为，sin37°=0.6，当这束光第一次入射到玻璃砖侧面P点时．
(i)通过计算说明这束光能否从玻璃砖的侧面射出
(ii)若要使这束光从玻璃砖的侧面射出，该玻璃材料的折射率应满足什么条件
试卷第页，共页
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参考答案：
1．AB
【解析】
【详解】
根据光电效应方程有，根据能量守恒定律得：，联立得：，即，可知入射光的频率相同，因为材料不同，逸出功不同，则遏止电压也不同．故A正确；根据光电效应方程得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同，故B正确．由，可知图象的斜率为一常数，所以两个光电管的图象的斜率一定相同，C错误．虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流不一定相同．故D错误．故选AB．
【点睛】根据光电效应方程和得出遏止电压与入射光频率的关系式，分析遏止电压的关系以及光电子的最大初动能的关系．结合数学知识分析图象的斜率关系．饱和光电流与入射光的强度有关．
2．AD
【解析】
【详解】
时间内，电流方向，根据右手定则，线框所在平面产生垂直平面向里的磁场，随电流逐渐减小，磁场减弱，根据楞次定律增反减同，线框的感应电流产生垂直平面向里的磁场，感应电流方向为顺时针方向即abcda，根据左手定则，ab边受力竖直向上，bc边受安培力水平向右；，电流变为负向，即，根据右手定则，线框所在平面产生垂直平面向外的磁场，随电流增大，磁场增强，根据楞次定律增反减同，线框的感应电流产生垂直平面向里的磁场，感应电流方向为顺时针方向即abcda，，根据左手定则可知，bc边受安培力向左，故选AD。
3．AD
【解析】
【分析】
【详解】
CD．a、b、c三个单摆都在驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率（周期）即为d摆的固有频率（周期），所以四个摆的振动频率（周期）都相等，即为d摆的固有频率（周期），C错误D正确；
AB．当驱动力的频率等于物体的固有频率时，振幅最大，由于a摆和d摆摆长相等即固有频率相等，a摆达到共振，振幅最大， B错误A正确。
故选AD。
4．BD
【解析】
【详解】
A．由图可知
由线圈a、b的转速之比为3：2，故A错误；
B．由于最大感应电动势为
由图像可知，a线圈最大感应电动势为15V，则b线圈最感应电动势为10V，
故B正确；
C．由图像可知，t＝0.01s时，线圈a中感应电动势最大，则此时线圈a位于垂直中性面位置，故C错误；
D．t＝0.03s时，线圈b中感应电动势为0，则此时线圈b恰好经过中性面，故D正确。
故选BD。
5．BCD
【解析】
【详解】
A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，故A错误；
B、半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故B正确；
C、一个氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可产生2条不同频率的谱线，分别是从2到1和从3到2，故C正确；
D、由质量数守恒和电荷数守恒知铀核衰变为铅核的过程中，238=206+8×4，要经过8次α衰变，92=82+8×2 6×1，6次β衰变，故D正确；
故选BCD．
【点睛】太阳内部是核聚变反应，由质量数守恒和电荷数守恒判断衰变次数，半衰期由原子核本身决定．
6．ACD
【解析】
【详解】
试题分析：ρV（表示摩尔质量）÷（m单个分子的质量）=NA（表示阿伏加德罗常数）．故A正确．对水蒸气，由于分子间距的存在，NAV并不等于摩尔体积，故B错误．由于分子间距的存在，NAV大于摩尔体积，故C正确．单个分子的质量=摩尔质量÷阿伏伽德罗常数，故D正确．故选ACD．
考点：阿佛伽多罗常数的计算
【名师点睛】本题主要考查气体阿伏伽德罗常数的计算，阿伏加德罗常数NA是联系宏观与微观的桥梁，抓住它的含义，区分对气体还是液体的计算是解题的关键；注意阿伏加德罗常数NA个原子的质量之和等于摩尔质量．而对水蒸气，由于分子间距的存在，NAV并不等于摩尔体积．
7．D
【解析】
【详解】
AB．该同学由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，在竖直方向上，先做加速度竖直向上的加速运动，后加速度竖直向下的减速运动。所以，先超重，后失重；故A、B错误；
CD．设体重计对人的支持力为F，人运动的加速度为a，则由牛顿第二定律有，稳定时：
人加速向上运动时：
故
同理，人减速上升时：
故体重计示数先增大，后减小，所以，C错，D对；
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
A．表达式和中，能量 和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长λ或频率是描述物质的波动性的典型物理量，故A正确；
B．光电效应显示了光的粒子性，而不是波动性，故B错误；
C．天然放射现象的发现，揭示了原子核复杂结构，故C正确；
D．γ射线一般伴随着α或β射线产生，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故D正确。
本题选不正确的，故选B。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．根据变压器的原理可得
，
则有
，
在原线圈电路中有
即
整理可得
则有
所以AB错误；
C．副线圈消耗的功率为
所以C错误；
D．当向上调节滑动变阻器的滑片P时，副线圈的总电阻减小，所以回路中的电流增大，电源的电压不变，所以电源的输出功率一定增大，则D正确；
故选D。
10．D
【解析】
【详解】
A．电容器放电过程，电荷量减少，电压减小，选项A错误；
B．电容不随电压、电荷量的变化而变化，选项B错误；
C．由 知
Q=CU=70×10-6×5×103C=0.35C
选项C错误；
D．由
×100%=23%
选项D正确。
故选D。
11．A
【解析】
【分析】
【详解】
原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，才使得在散射实验中，只有少数的α粒子离核很近，受到较大的库仑斥力，发生大角度的偏转，所以选项A正确，BCD错误。
故选A。
12．C
【解析】
【详解】
AB．以正离子为对象，由左手定则可知，其受到的洛伦兹力方向指向后表面，负离子受到的洛伦兹力指向前表面，故无论哪种离子较多，都是后表面电势高于前表面，故A、B错误；
C．当前后表面聚集一定电荷后，两表面之间形成电势差，当离子受到的洛伦兹力等于电场力时电势差稳定，即
由题意可知，流量为
联立可得
即Q与U成正比，与a、b无关，故C正确；
D．由可知，电势差与离子浓度无关，故D错误；
故选C。
13．A
【解析】
【详解】
紫外线的频率大于3.11eV，n=3能级的氢原子可以吸收紫外线后，能量大于0，所以氢原子发生电离．故A正确．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光子能量小于1.51eV，小于可见光的频率，不可能发出可见光，故B错误；氢原子的核外电子由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子轨道半径减小，动能增加，原子的电势能减小，总能量减小，选项C错误；一个处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出2种不同频率的光，即从3→2，2→1两种，选项D错误；故选A.
14．B
【解析】
【详解】
将磁铁放线圈的过程中，由于线圈切割磁感线而产生了电磁感应现象从而可以在电路中产生电流；因电流周围存在磁场，故小磁针会发生转动；但由于产生感应电流很快就消失，所以等他跑过去观察时，电流计已不再偏转了；故B正确；故选B．
【点睛】
本题考查感应电流的产生条件，因为电路中的电流很快消失，故当科拉顿跑到甲房间时电流已经消失，但是电磁感应的确发生了．
15． 3.0 闪亮一下再逐渐熄灭 b→a 13.5
【解析】
【详解】
（1）[1]由图可知，零时刻通过电感线圈L的电流为
I0=1.5A
由欧姆定律
解得
RL=﹣R=Ω﹣1.0Ω=3.0Ω
（2）[2]电路中电灯的电阻R1=5.0Ω，则通过灯泡的电流
IL=A=1.2A＜1.5A
开关S接通一段时间后，L相当于一直流电阻，由以上的分析可知，L中的电流大于灯泡中的电流，断开瞬间，L相当于电源，给灯泡供电，灯泡将闪亮一下再逐渐熄灭；
（3）[3]断开开关后，L中的电流方向不变，所以通过电灯的电流方向为 b→a方向；
（4）[4]断开开关后，通过线圈的最大电流为1.5A，则线圈的自感电动势
E’=I（R+R1+RL）=1.5×（1.0+5.0+3.0）V=13.5V
16． 相反 左偏 滑动变阻器滑片向左滑动 断开开关瞬间
【解析】
【详解】
（1）将原线圈A插入副线圈B中，闭合开关瞬间，穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向相反；
（2）在原线圈A放在副线圈B中的情况下，将开关接通时，通过副线圈的磁通量增大，接通开关的瞬间电流计指针向左偏转，这说明通过副线圈的磁通量增大时，线圈产生的感应电流使电流表指针向左偏转；当开关闭合后将变阻器的滑动片P快速向接线柱C移动过程中，线圈A中电流增大，产生的磁场增大，穿过副线圈的磁通量增大，电流计指针将左偏；
要使电流计指针向右偏，穿过副线圈的磁通量应减小，由电路图可知，此时应该：滑动变阻器滑片向左滑动，或闭断开关瞬间．
【点睛】
本题无法直接利用楞次定律进行判断，但是可以根据题意得出产生使电流表指针右偏的条件，即可不根据绕向判出各项中应该出现的现象．
17．（1）4×10-4 s（2）2.5×103 Hz（3）50√2V
【解析】
【详解】
（1）从图中可知交流电的周期为
（2）该交流的的频率为
（3）从图中可知该交流电的峰值为100V，故有效值为
18．(1)6.0×104Pa；(2)
【解析】
【详解】
(1)对气缸进行受力分析，重力m1g，大气向上的压力p0S，缸内气体向下的压力p1S，弹簧向上的弹力kx
列平衡方程
p1S+m1g=p0S+kx
解得
代入数据得
p1=6.0×104Pa
(2)将绳剪断后，对活塞受力分析，重力m2g，大气向下的压力p0S，缸内气体向上的压力p2S，列平衡方程
p2S=m2g+p0S
所以
代入数据解得
p2=1.1×105Pa
缸内的气体原状态压强为p1，体积V1=L1S；后来气体的压强为p2，体积V2=L2S，根据玻意耳定律
p1V1=p2V2
所以
代入数据解得
则气柱长度减少了
19．14，13
【解析】
【详解】
质子的电荷数为1，质量数为1，中子的电荷数为0，质量数为1．根据电荷数守恒、质量数守恒，X的质子数为1+13﹣0=14，质量数为1+27﹣1=27．因为质量数等于质子数和中子数之和，则新核的中子数为27﹣14=13．
20．（i）不能 （ii）.
【解析】
【详解】
(i)画出光路如图：
若要使光从玻璃砖的侧面射出，应尽可能增加的值，从而减小
根据折射定律
若为最大时，则，由此可得
为的最大值，由几何关系可得
，这束光不能从侧面射出．
(ii)若要使这束光从玻璃砖的侧面射出，则入射角小于临界角
由折射定律可得
由几何关系可得，则
联立解得
要使这束光从玻璃砖的侧面射出，该玻璃材料的折射率
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